(57)【要約】【課題】従来の円筒型混練装置の混練室内における温度測定方法の問題点を解決し、材料温度を測定すると共に測定器の保護をし、効果的に計測することができる方法を備えた設備の提供と、そのような測定方法を提供すること。【解決手段】密閉もしくは軽微な蓋を有する混練装置において、混練槽内へ温度測定センサを突出させることなく把持し、温度測定センサを保持する断熱材の先端を混練槽内面半径と同じ曲率で加工し、さらに混練槽内面半径の１０〜３０％の曲率で加工したくぼみを持たせた断熱材で温度測定センサを把持することを特徴とする温度測定方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉もしくは軽微な蓋を有する混練装置において、混練槽内へ温度測定センサを突出させることなく把持し、温度測定センサを把持する断熱材の先端を混練槽内面の曲率半径と同じ曲率で加工し、さらに混練槽内面半径の１０〜３０％の曲率で加工したくぼみを持たせた断熱材で温度測定センサを把持することを特徴とする装置による温度測定方法。
【請求項２】
温度測定センサを把持すべき断熱材を樹脂製の中空円筒部材とし、断熱材と温度測定センサを緊密嵌号として把持させた事を特徴とする装置による請求項１に記載の温度測定方法。
【請求項３】
混練槽に設けた断熱材の取り付け座内径と断熱材外径を緊密嵌号状態として把持させたことを特徴とする装置による請求項１〜２のいずれかに記載の温度測定方法。
【請求項４】
断熱材先端形状を円錐形状、半円形状又は三角錐形状もしくは段付き形状のいずれかの形状として温度測定センサを把持させ、さらに温度測定センサおよび断熱材を混練槽外側から固定する事を特徴とする装置による請求項１〜３のいずれかに記載の温度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉もしくは軽微な蓋を設けた混練装置、特に縦型円筒形状の混練槽を有し、１個の自転をなす撹拌羽根もしくは自転・公転をなす１対の撹拌羽根を備えた縦型の混練装置で、特に高粘度液体の混練中の混練槽内温度を測定する方法の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、混練装置における混練中の材料温度を測定する一般的な方法としては、混練槽内部の混練液に温度測定センサが接するよう突出させた状態に取り付ける方法があった。
従来の一般的な取り付け方法によれば、混練槽内へ突出させる温度測定センサの長さは、温度測定センサの直径の５〜１０倍程度が標準とされ、高粘性の材料を混練する場合は、粘性に負けて温度測定センサの曲がりなどの変形を生じることがないように数ミリ程度以上の径を有するものを用いるので、混練槽内部へ突出させる温度測定センサの長さは径に比例し、十数ミリ〜数十ミリの長さを必要とされるものであった。装置の大きさや混練時の温度、混練材料の粘度等にもよるが高粘性液体を混練する場合、十分な混練効果を得るために撹拌羽根と混練槽壁面との隙間が狭くなるように製作され、５００リットル程度の規模では概ね２〜６ｍｍくらいの隙間となるように製作されるのが一般的である。このような混練槽内に温度測定センサを突出させて設ける際には、温度測定センサが撹拌羽根に接触することのないよう、温度測定センサの先端が撹拌羽根と混練槽壁面の隙間の中間位置となるように取り付けられていたが、温度測定センサを取り付けた後の隙間が狭いと混練温度をあげた場合、熱膨張により温度測定センサと撹拌羽根が接触する問題が生じることがあった。また、温度測定センサの先端と撹拌羽根との接触をさけるために図３Ｂに示すように温度測定センサの先端を壁面と同じになるように取り付けたりせねばならず正確な混練材料の温度測定が出来なかった。また、わずかに突出させた場合には、混練済みの液を加圧プレス板より抜く際に、図４に示す通り加圧プレス板のシールリングと温度測定センサが接触して温度測定センサを曲げたり、シールリングを切断させたりする等の問題があった。温度測定センサの把持方法に関しても、温度測定センサを把持する部材と温度測定センサとの嵌号を甘くすると温度測定センサの取り付け・取り外しは容易になるが、温度測定センサの取り付け位置にズレが生じて混練羽根と温度測定センサが接触する問題があり、隙間を作ることにより混練材料が隙間に浸入し、混練材料が硬化などの経時変化をするものにあっては隙間に浸入した混練材料が硬化物となり洗浄しても排出されないで残り、温度測定センサを固着させて取り外しを困難にする問題があった。また、バッチ混練を繰り返すうちに硬化物が排出されて混練材料に混入するなどの製品へ影響を与える問題があった。これらの問題は特許文献１で提案されている放射温度測定器を用いる方法によれば混練槽の外側に放射温度測定器の収納室を有するので温度測定測定器を突出させる事がなく、回転中の撹拌羽根への接触させることが無く温度測定器の損傷や高粘性液体による温度測定器の損傷は解消できるものの、特許文献１で提案されているシャッターを有する構造を用いた場合には混練中の高粘性液体がシャッターに付着するとシャッターの開閉を困難にして温度測定を損なう問題があった。また温度測定時にはシャッターを混練槽の内部へ開く構造から撹拌羽根にシャッターが接触する問題があり、混練を一次中断して温度を測定する必要があった。また、特許文献２で提案されている赤外線を用いる方法ではガラスに汚れが付着すると温度測定結果に影響が生じ、ガラスを破損させた場合は混練そのものを中断せねばならないという問題があった。
【特許文献１】特開平９−１７７０２０号公報
【特許文献１】特開２００２−２１９７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、上述した従来の測定方法では温度測定が困難な縦型円筒形状の混練装置における問題点を解決し、混練材料温度を測定すると共に温度測定センサの保護をし、効果的に計測することができる方法を備えた設備の提供と、そのような測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決して目的を達成するために、本発明は高粘性液体の混練装置、特に縦型混練装置の混練槽の底部もしくは槽胴体側壁に温度測定センサを具備し、混練槽壁面より内側へ温度測定センサを突出させることなく把持させる。温度測定センサを保持する断熱材の先端に混練槽の内面より更にえぐり込ませるために混練槽内面曲率の１０〜３０％の曲率で加工したくぼみを持たせた断熱材を用い、また、温度測定センサと断熱材は緊密嵌号状態として把持させる。さらにより好ましくは断熱材が混練槽内に入り込まないように断熱材の先端形状を円錐形状、半円形状又は三角錐形状もしくは段付き形状のいずれかとし、混練槽外部から水平又は垂直に混練槽内部に向けて取り付けて保持するために、混練槽に設けた中空円筒部材の取り付け座と断熱材とを緊密嵌号状態とし、温度測定センサおよび断熱材を混練槽外側から保持金具とネジにより固定する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、撹拌羽根に温度測定センサを接触させて損傷することなく混練材料の温度測定が可能となり、ジャケットの温度影響をうけることなく混練液温度を測定することができる。さらには加圧プレス板で混練済みの液を抜き出す際、プレス板のシールリングと温度測定センサが接触しないのでシールリングの切断や温度測定センサの曲げ損傷などがなく、スムーズな抜き出しができる。また、温度測定センサを断熱材により緊密嵌号状態で把持することにより温度測定センサの取り付け位置のズレを防止して混練羽根と温度測定センサの接触を防止すると共に、隙間を作らないので硬化物の生成を防止することができ、温度測定センサの固着防止や硬化物の混入を防止することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は本提案による縦型混練装置の混練槽１の胴体部側面に温度測定センサ５の取り付けた部分断面を示す。図２Ａは自転と公転をする１対に撹拌羽根２を具備した縦型の混練装置の断面図を示す。図２Ｂは当該装置の平面図を示す。図３Ａは従来の取り付け方法により温度測定センサ５を混練槽内へ突出させて取り付けた状態を示す。図３Ｂは従来の方法により温度測定センサ５が混練槽１内へ突出しないように取り付けられた状態を示す。図４は温度測定センサ５を混練槽１内へ突出した状態に取り付けし、液抜き出し用のプレス板６が温度測定センサ５に干渉する状態を示す。図５は本提案により混練槽１の胴体部側面に取り付けられた温度測定センサ５が液を抜き出すプレス板６を下降させても干渉しない状態を示す。図６は本提案による温度測定センサ５の取り付け方法に関する断熱材取り付け座３と断熱材４との組み付け状態を示す。
【０００７】
高粘性液体の混練装置は混練の効果を高めるために撹拌羽根３と混練槽２の壁面との隙間を狭くするように製作されるのが一般的で、図３Ａに示す従来の方法により温度測定センサ５を取り付ける場合、温度測定センサ５を混練槽１の内部へ突出させる挿入長は一般的には温度測定センサ５径の５〜１０倍の長さで、最小とする場合でも温度測定センサ５径と同じ寸法分を挿入する事が望ましい。高粘性液体を混練する場合の混練槽１と撹拌羽根２の隙間が狭いので温度測定センサ５を突出させる場合は温度測定センサ５と撹拌羽根２の隙間を混練槽１と撹拌羽根２の隙間の１／２程度にとどめられるのが一般的である。図１による方法では温度測定センサ５を把持する断熱材４先端から温度測定センサ５の先端を突出させて混練材料との十分な接触を持たせるために、断熱材４の先端を混練槽１の内面半径と同じ曲率で加工し、かつ、さらに半月状のくぼみを持たせることで、温度測定センサ５を混練槽１の壁面より突出させることなく、測定に必要な混練材料との接触長さを得ることができる上、図４に示すような抜き出しのためのプレス板６を用いる場合に、プレス板６にセットしているシールリング７が温度測定センサ５に接触して温度測定センサ５の先端を曲げたり、シールリング７を切断させることがない。温度測定センサ５の熱接点部長さは先端部より０．２ｍｍ以上必要であり、混練材料との接触長さを得るために断熱材４の先端部に設けるくぼみの曲率を小さくすると深いくぼみを得られ、温度測定センサ５と混練材料の十分な接触が得られることになるが、反面、くぼみの深さが増すと撹拌羽根１による撹拌ではくぼみの液が回らなくなり滞留して正確な温度測定が出来なくなるので断熱材４の先端に加工するくぼみを加工する半径は、混練槽１の大きさにもよるが概ね混練槽１半径の１０〜３０％程度の曲率とすることが望ましい。断熱材４による温度測定センサ５の把持は隙間のない把持をさせるために断熱材４の内面と温度測定センサ５の外径部分を緊密嵌号状態とする。また断熱材取り付け座３による断熱材４の把持も隙間のない把持をさせるために緊密嵌号状態とする。断熱材取り付け座３の内面先端部分と断熱材４の先端部分を円錐状に加工することで断熱材４が混練槽１へ入り込みを防止すると共に、後方の押さえネジ１２を締め付けることにより断熱材４で温度測定センサ５を更に緊密に把持することができ、断熱材取り付け座３と断熱材４の間のシールを強化することができる。先端形状は円錐でも四角錐でも良く、テーパの角度は締め付けによるシール性を得るためには１５゜〜４５゜であることがより望ましい。断熱材４の形状は丸棒でも角棒でも良いが大きさは混練槽１のジャケット温度影響を受けない大きさとし、１０ｍｍ以上であることが望ましく２０ｍｍ以上であればより望ましい。温度測定センサ５の取り付け位置は混練槽１の胴体部又は底部のどの位置にあっても良いが、くぼみが鉛直方向になるよう混練槽１の胴体下方部分で側方から水平に設けると、プレス板などで液抜きする場合にはくぼみ部分は液たまりとなって残るものの、抜き出し後に溶剤洗浄する場合は溶剤と共に底部へ洗い流されて排出できるので底部設置に比べて望ましい。図６に示す取り付け座３は混練槽１に溶接やネジ止め構造により固定し、取り付け座３の内面と断熱材４の外径も緊密嵌号状態として組み付けた後、断熱材４の外側から押さえネジ１２によって抜け出さないように締め付け固定する。断熱材４の抜き取りは後方の押さえネジ１２を緩め、温度測定センサ２を抜き取った後、混練槽１内部から断熱材４のくぼみ部分を押し出す事で容易に抜き取ることができる。
【実施例】
【０００８】
表１に温度測定センサを混練槽壁面より１．５ｍｍ突出させて取り付けて温度測定をした場合と温度測定センサ５を混練槽１の壁面より１．５ｍｍへ凹ませて取り付けて温度測定した場合の結果を示す。
【０００９】
混練槽内径４７２ｍｍの試験機において混練槽の側面より図３Ａに示す方法で温度測定センサを混練槽壁面より１．５ｍｍ突出させて取り付けて温度測定をした。また温度測定センサ５を混練槽１の壁面より１．５ｍｍへこませて取り付けるためにテフロン(登録商標)の丸棒の先端に３ｍｍのくぼみを加工して取り付けた。断熱材はいずれもテフロン(登録商標)の丸棒で呼び径１．５インチの配管座（内径４２．８ｍｍ）にセットできるように外径を加工した。断熱材の先端に３ｍｍの凹みを持たせて温度測定センサを１．５ｍｍ凹ませてセットした。このときの曲率は約６５ｍｍで混練槽内径の２７．５％であった。温度測定結果は内部へ突出させた状態と遜色はなく、混練槽壁面をヘラで掻き取ったが温度測定センサへ引っかかることはなかった。なお、温度測定センサはシース熱電対でＫ型φ２ｍｍ、精度等級ＪＩＳ  １級を使用した。
【００１０】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００１１】
本発明は、縦型の混練装置に限らず、横型混練装置などにも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る温度測定センサの取り付けを示す概略部分断面図である。
【図２】Ａは本発明に係る混練装置への温度測定センサの取り付け位置の概略正面図である。ＢはＡの概略平面図である。
【図３】Ａは本発明の一実態に係る従来方法による温度測定センサの取り付けを示す概略図である。Ｂは本発明の一実態に係る従来方法による温度測定センサの取り付けを示す別の概略図である。
【図４】図４は従来方法により取り付けられた温度測定センサが混練済みの液を抜き出すプレス板との干渉状態を示す概略図である。
【図５】図５は本発明の提案による方法で取り付けられた温度測定センサが混練済みの液を抜き出すプレス板と干渉しない状態を示す概略図である。
【図６】図６は本発明の提案による方法で温度測定センサの取り付けと、断熱材、断熱材取り付け座の関係を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１：縦型混練装置の混練槽
２：縦型混練装置の撹拌羽根
３：取り付け座
４：断熱材
５：温度測定センサ
６：加圧プレス板
７：プレス板シールリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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